Lasery tnące stal, lustro diamentowe
Autor ilustracji: Mateusz Król z Wydziału Fizyki UW

Lasery tnące stal nie są w stanie go zniszczyć. Naukowcy stworzyli wyjątkowe lustro diamentowe

Sektor militarny, naukowy i technologiczny wiele zawdzięcza laserom. To właśnie te wiązki skoncentrowanej energii mogą stać się skuteczną bronią, czy idealnym medium komunikacyjnym w kosmosie. Jednak wraz ze wzrostem ich mocy i tworzenia coraz potężniejszych wersji, elementy odpowiadające za kierowanie tych wiązek wymagają ulepszeń i tym właśnie zajął się zespół z Harvard University, czyli naukowcy, których pracę opublikowano w dzienniku Nature Communications.

Powstało lustro diamentowe, które wytrzymuje nawet lasery tnące stal

Systemy luster są kluczowym elementem każdego lasera, bo to właśnie one są wykorzystywane do kierowania wiązek w tych laserach. Najczęściej są produkowane z cienkich warstw materiałów o różnych właściwościach optycznych i muszą cechować się możliwie najwyższą czystością, bo jeśli jedna z tych warstw będzie miała choćby maleńki defekt, laser zamiast odbijać się od lustra, przepali je.

Czytaj też: Licealiści i Międzynarodowa Stacja Kosmiczna. Tak mierzy się pole magnetyczne naszej planety

Stąd pomysł na oparcie luster nowych generacji na jednym z najbardziej szlachetnych materiałów na Ziemi – diamentach. Odpowiadają za niego wspomniani naukowcy, którzy w swojej pracy musieli wykorzystać wiązki jonów do wytrawiania mikroskopijnych struktur na powierzchni cienkiego arkusza diamentu o wymiarach zaledwie 3 x 3 mm. Struktury te nadają lustru diamentowemu właściwości odblaskowe, których współczynnik odbicia wynosi 98,9%, co pozwala zachować jego trwałość.

Z wykorzystaniem tych elementów naukowcy stworzyli nowy rodzaj lustra do systemów laserowych, które jest w stanie wytrzymać wiązki laserowe tak silne, że mogłyby przepalić stal. Potwierdzili to w prostym teście, umieszczając je przed 10-kW laserem, a ich dzieło wyszło z tej próby bez szwanku.

Czytaj też: Masz niedobór witaminy D? Pomogą Ci genetycznie modyfikowane pomidory

Istotą tego badania jest to, że 10-kilowatowy laser został zogniskowany na 750-mikronowej plamce na diamencie o wymiarach 3 na 3 milimetry, co stanowi dużą ilość energii skupionej na bardzo małej plamce, a my jej nie spaliliśmy. To ważne, ponieważ w miarę jak systemy laserowe stają się coraz bardziej energochłonne, trzeba wymyślać kreatywne sposoby zwiększenia wytrzymałości elementów optycznych– powiedział jeden z badaczy.

Czytaj też: Mikrodrony napędzane światłem mają imponujące możliwości. Są przy tym naprawdę miniaturowe

Po takim osiągnięciu naukowcy nie mają zamiaru ustępować i obecnie badają możliwości komercjalizacji tej technologii. Mają nadzieję, że ich nowe zwierciadła diamentowe mogą być wykorzystywane w różnych dziedzinach – od produkcji półprzewodników i sprzętów wojskowych, po komunikację w kosmosie i produkcję przemysłową.